基于DSP的电梯能量回馈系统的设计与实现

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1、武汉科技大学硕士学位论文第l页摘要能源问题是决定新世纪社会发展的突出问题，如何提高能源的利用率已引起全世界人民的关注。能量回馈系统作为用电设备与供电电网的接入口，可以实现直流电和交流电形式的转换，有着广阔的应用前景。本文将电压型PWM逆变器应用于电梯系统中，将电梯制动过程中产生的电能逆变成与交流电网电压同相的交流电，回馈给电网，以降低系统能耗。本文首先在分析了电梯能量回馈系统模型和基本原理的基础上，利用MATLAB的仿真平台SimuliIll(，建立了基于幅相控制和矢量控制的逆变器系统仿真模型，仿真结果

2、在理论上验证了本控制策略的可行性。其次，文章详细分析了能量回馈系统的功率器件、驱动和扼流电感等主回路部分，以及采样电路、电压同步检测电路、显示电路和其他电路等控制回路部分的硬件结构和设计实现方法。然后，研究了能量回馈、系统保护、按键读取、显示和通信等主要功能的实现方法，并据此给出了软件设计实现流程。最后，采用幅相控制策略和电压闭环PI调节方法，设计了功率为18．5l(、Ⅳ能量回馈装置，并在此基础上，对本系统的控制原理和硬件、软件功能进行了实验测试。实验结果证明，本能量回馈控制系统的输出电流功率因数近似于

3、l，电流波形稳定，满足系统设计要求。系统能够很好的弥补电梯制动电阻能耗高、稳定性差的问题，在制动电阻工作之前，将积蓄在变频器滤波电容的能量转化为交流电回馈给电网，从而达到节能降耗、稳定系统运行的目的。关键词：能量回馈；逆变器；幅相控制；矢量控制第1I页武汉科技大学硕士学位论文AbstractEnergyshortageisbecomingaseriousproblem，whichlimitssocialdevelopmentofthenewcentury．Thequestionofhowtoincrea

4、seenergyutilizationratiohasdrawnworldwideconcern．Astheaccessinterfacebetweenconsumerandpowernetwork，energyfeedbacksystemcallrealizeswitchoverbetweendirectcurrentandalternatingcurrent,whichhasavastapplicationprospect．Inthispaper,voltagesourcePWMinverteris

5、appliedtoelevatorcontrolsystem．ThevoltagesourcePWMinverterconvertstheelectricenergyproducedduringelevatorbrakingprocessintoalternatingcurrent，whosephaseisassameaspowernetwork，andrespondstopowernetwork,SOastolowerthesystemenergyconsumption．Thispaperfirstl

6、yanalyzesthemodelandbasicprincipleofelevatorenergyfeedbacksystem．Then,basedonamplitude-phasecontrolandvectorcontroltheory,theinvertersystemsimulationmodelisbuiltusingtheMATLABsimulationplatformSimulink．Thesimulationresultverifiesthefeasibilityofcontrolst

7、rategyintheory．Secondly,thehardwarestructureanddesignrealizingmethodofthemajorlooppart(includingpowerdevice，driveandchokeinductance)andcontrollooppart(includingsampling，votagesynchronizingtesting，displayingandotherscircuit)arefurtheranalysed．Thirdly,them

8、ajorfunction(suchasenergyfeedback，systemprotection,keystrokereading，displayandcommunication)realizingmethodisinvestigated，andsoftwaredesigningimplementingflowispreferredbasedontheaboveinvestigation．Atlast，the18．5KWenergyfe